Transformator-Jakub_Dors.pdf

(752 KB) Pobierz
POLITECHNIKA LUBELSKA
Wydział Elektrotechniki i Informatyki
PROJEKT TRANSFORMATORA
Wykonawcy:
inż. Jakub Dors, EMNS 1.1
Lublin 2016 r.
1. Założenia projektu:
Moc znamionowa:S
n
= 10 kVA,
Napięcie po stronie pierwotnej:U
1
= 230 V,
Napięcie po stronie wtórnej:U
2
= 1,2kV,
Częstotliwość pracy:f = 50 Hz,
Prąd zwarcia po stronie wtórnej:
I
2z
= 2A,
Praca: układ zasilania dla reaktora plazmy.
2. Obliczenia obwodu magnetycznego transformatora
a. Moc transformatora
Przekładnia napięciowa transformatora
����
2
1200
���� =
=
= 5,2
����
1
230
Prąd strony pierwotnej transformatora
����
����
10000
����
1
=
=
≈ 44����
����
1
230
Prąd strony wtórnej transformatora
����
����
10000
����
2
=
=
= 8����
����
2
1200
Moc pozorna transformatora
����
����
= ����
1
∙ ����
1
= 230 ∙ 44 ≈ 10000 ��������
b. Dobór rdzenia
Na podstawie obliczonej mocy opracowano projekt rdzenia. Założono, że rdzeń zostanie
wykonany z blach transformatorowej gatunkuM110-23S o grubości 0,23 mm.
Dane rdzenia:
Wysokość kolumny:
h
= 1150 mm,
Szerokość okna:
b
= 140 mm,
Przekrój kolumny:
axg
– 83 x 83 mm,
Pole przekroju kolumny:
A
k
= 0,0068 m
2
,
Moc rdzenia:
S
n
= 10 000 VA,
Indukcja magnetyczna maksymalna:
B
m
= 1,6 T,
Indukcja magnetyczna obliczeniowa:
B
t
= 1,6 T,
Stratność przy 1T:
P
= 0,869 W/kg,
Masa rdzenia – 11 kg.
Rysunki prezentujące zaprojektowany rdzeń zostały umieszczone w
załączniku nr 1.
3. Obliczenia obwodu elektrycznego transformatora
a. Ustalanie liczby zwojów
Napięcie zwojowe wyliczone na podstawie znajomości indukcji i pola przekroju kolumny
����
′
= 4,44 ∙ ����
����
∙ ���� ∙ ����
����
= 4,44 ∙ 1,6 ∙ 50 ∙ 0,0068 = 2,426
V
Liczba zwojów uzwojenia pierwotnego
����
1
230
����
1
=
=
= 94,80
����′ 2,426
Na uzwojenie pierwotne przyjmuje się
z
1
równe 95 zwojów
Przekładania napięciowa transformatora
����
2
1000
���� =
=
= 5,2
����
1
230
Liczba zwojów strony wtórnej
����
2
= ���� ∙ ����
1
= 5,2 ∙ 94,80 = 493
Na uzwojenie wtórne przyjmuje się
z
2
równe 493 zwojów
Napięcie strony wtórnej po korekcie
����
2
= ���� ∙ ����
1
= 5,2 ∙ 230 = 1200 ����
Napięcie zwojowe dla ustalonej liczby zwojów strony pierwotnej
����
1
230
����
′
=
=
= 2,421 ����
����
1
95
Indukcja w rdzeniu
����′
2,421
����
����
=
=
= 1,6 ����
4,44 ∙ ���� ∙ ����
����
4,44 ∙ 50 ∙ 0,0068
b. Prądy uzwojeń
Prąd stron pierwotnej
����
����
10000
����
1
=
=
= 43,478 ����
����
1
230
Przyjmuje się prąd
I
1
równy 44 A
Prąd strony wtórnej
����
����
10000
����
2
=
=
= 8,33 ����
����
2
1200
Przyjmuje się prąd
I
2
równy 8 A
c. Obliczenie średnicy drutu nawojowego
Gęstość prądu
J
przyjęta do obliczeń wynosi 2,5 A/mm
2
Średnica drutu nawojowe go uzwojenia pierwotnego
����
1
44
√
����
1
= 2√ = 2
= 4,73��������
2
���½����
2,5 ∙ ����
Przyjmuje się średnicę drutu uzwojenia pierwotnego
d
1
równą 5mm
2
Średnica drutu nawojowego uzwojenia wtórnego
����
2
8
����
2
= 2√ = 2√
= 2,02��������
2
���½����
2,5 ∙ ����
Przyjmuje się średnicę drutu uzwojenia wtórnego
d
2
równą 2 mm
2
d. Sposób wykonania uzwojeń
Uzwojenie pierwotne wykonane profilem prostokątnym miedzianym.
����
1 2
5
2
����
1
= ���� ( ) = ���� ( ) = 19,6 ��������
2
2
2
Przyjmuje się profil o wymiarach a
z
x b
z
: 10 mm x 2 mm
Uzwojeniewtórne wykonane drutem miedzianym emaliowanym o przekroju okrągłym
Ø 2mm.
4. Obliczenie wymiarów uzwojeń i podział na warstwy
W transformatorze przypuszcza się wykorzystanie dwóch cewek uzwojenia wtórnego. Pierwsza
z cewek uzwojenia wtórnego nawinięta jest współśrodkowo z uzwojeniem pierwotnym. Kolejna
cewkauzwojenia wtórnego umieszczona jest na drugiej kolumnie transformatora.
a. Wymiary uzwojenia pierwotnego
Na karkas zajmuje się 10 mm wysokości rdzenia.
Wysokość użytkowa kolumny
L
K1
po odjęciu przestrzeni na karkas
����
����1
= ℎ − 10 = 1150 − 10 = 1140 ��������
Liczba zwojów uzwojenia pierwotnego przypadająca na jedną warstwę
����
����1
1140
����
1����
=
=
= 114
����
����
10
Liczba warstw profilu miedzianego
����
1
95
����
1
=
=
= 0,83
����
1����
114
Przyjmuje się
n
1
= 1 warstwa
Grubość uzwojenia pierwotnego
����
����1
= ����
1
∙ ����
����
= 1 ∙ 2 = 2
mm
b. Wymiary uzwojenia wtórnego
Na karkas zajmuje się 10 mm wysokości rdzenia.
Na izolację krawędziową przyjmuje się 20 mm wysokości karkasu.
Wysokość użytkowa kolumny
L
K2
po odjęciu przestrzeni na karkas i izolację krawędziową
����
����2
= ℎ − 10 − 20 = 1150 − 10 − 20 = 1120 ��������
Liczba zwojów uzwojenia wtórnego przypadająca na jedną warstwę
����
����2
1120
����
2����
=
=
= 560
����
2
2
Liczba warstw uzwojenia wtórnego
����
2
493
����
2
=
=
= 0,88
����
2����
560
Przyjmuje się
n
2
= 1 warstwę
Grubość uzwojenia wtórnego
����
����2
= ����
2
∙ ����
2
= 1 ∙ 2 = 2
mm
c. Wymiary uzwojenia współśrodkowego
Całkowita szerokość uzwojenia pierwotnego i wtórnego nawiniętych współśrodkowo
����
����
= ����
����1
+ ����
����2
= 2 + 2 = 4 ��������
d. Objętość miedzi uzwojeń oraz ich masa
Przyjmuje się, że warstwy najbliższe kolumnie rdzenia układają się wokół przekroju kolumny
po kwadracie. Ostatnia warstwa uzwojenia (najbardziej oddalona od kolumny) układa się po
okręgu.
Grubość ścianki karkasu
k
= 5mm.
Przekątna przekroju rdzenia z karkasem:
���� = (���� + 2����)√2 = (83 + 2����)√2 = 131,13 ≈ 130 ��������
Promień zewnętrzny uzwojenia pierwotnego
����
130
����
1
= + ����
����1
=
+ 2 = 67 ≈ 70 ��������
2
2

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin